DE3238603A1

DE3238603A1 - Kondensationsheizungskessel

Info

Publication number: DE3238603A1
Application number: DE19823238603
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.h.c. 3559 Battenberg Vießmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-19
Filing date: 1982-10-19
Publication date: 1984-05-03
Also published as: DE3238603C2

Description

Kondensationsheizungskessel
= = = Die Erfindung betrifft einen Kondensationeheizungekessel gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches..
HeizungskesSel der genannten Art sind nach der FR-OS 2 479 956 bekannt. Bei. solchen Kesseln werden die Rauchgase bewußt soweit heruntergekühlt, daß mit Sicherheit Kondensat anfällt. Abgesehen von der recht aufwendigen und komplizierten Bauweise des vorbekannten Heizkessels (schraubenlinienförmige Ausbildung der Heizgaszugrohre) besteht selbst bei einer Ausführung mit Sturzbrennkammer die Gefahr, daß sich in dieser Kondensat am Boden sammeln und nicht direkt in die Heizgaszüge abfließen kann. Da außerdem die schraubenlinienförmig gewickelten Heizgaszugrohre völlig frei im wasserführenden Innenraum des Gehäuses verlaufen, ist deren Intensivkühlung nicht sehr gut gewährleistet.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizungskessel der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein solcher Kondensat- bzw. sogenannter Brennwertkessel trotz Strömungszwangsführung des kühlenden Mediums längs der Heizgaszugrohre zwecks Intensivkühlung einfacher herzustellen ist, Diese Aufgabe ist mit einem Kessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches ErfaBte gelost. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben eich'nach den Unteransprüchen.
Diese Ausbildung verläßt praktisch nicht bekannte HeizkesselkontruktionenXund es können sowohl fUr die Heizgaszugrohre als auch für die Kühlrohre gerade erstreckende Rohre benutzt werden, wobei bezüglich der Heizgaszugrohre auf handelsüblich verfügbare Edelstahlrohre mit verdrillten Wandungen zurückgegriffen ist, die einen langen Strömungsweg mit entsprechend intensiver Kühlung gewährleisten, obgleich diese Rohre das wasserführende Gehäuse gerade durchgreifen.
Die Zweiteilung des wasserführenden Innenraumes des insgesamt einteiligen Außengehäuses sorgt dafür, daß sich die im oberen Teil befindliche Brennkammer bezüglich ihrer Wände schnell aufheizt, eo daß dort, wenn überhaupt, ein Minimum an Kondensat anfällt, das jedoch unmittelhar durch die Heizgaszugrohre aus Edelstahl mit abfließen kann.
Der erfindungsgemäße Kondensationsheizunoskessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen DRrstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt schematisch Fig. 1 einen Längsschnitt durch den KondensationsheiL zungskessel; Fig. 2 einen Querschnitt durch den Heizungskessel gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Kondensationsheizungskessel in besonderer Ausführungsform und Fig. 4, 5 in Seiten- und Vorderansicht eine Weiterbildungsform des Heizungakesseis nach Fig. 3.
Wie aus Fig. 1 erkennbar, ist der wasserführende Innenraum 5 des Gehäuses 6 durch eine Trennwand 11 in zwei Teile 6,6" gegliedert, wobei im oberen Teil 6" die topfförmige Sturzbrennkammer lo angeordnet ist. Wie dargestellt, ist der Kesselvorlaufstutzen 8 oben am oberen Teil 6" und der Kesselrücklaufstutzen 9 oben am unteren Teil 6' angeordnet. Die verdrillten Heizgaszugrohre 4 sind sn Öffnungen d85 Brennkammerbodens lol angesetzt, erstrecken sich durch den unteren Teil 6' des uaseerführenden Innenraumes 6 und münden in die unten befindliche Rauchgas- und Kondensatsammelkammer 2 bzw. in entsprechenden Öffnungen der Rauchgassammelkammerdecke 13.
Im Bereich des Teiles 6' sind die verdrillten Heizgaszugrohre 4 in Hüllrohren 7 angeordnet, die mit ihren oberen Enden 7' in entsprechenden Öffnungen 12 der Trennwand 11 angesetzt sind. Die unteren Enden 7n der Hüllrohre 7 enden jedoch in Distanz (etwa einem Rohrdurchmesser entsprechend) oberhalb der Rauchgassammelkammerdecke 13. Zwecks einfachem Schweißanschluß und einfacher Üffnungsform im Brennkammerboden lo' und Rauchgassammelkammerdecke 13 sind die Wandungen 3 der verdrillten Rauchgaszugrohre 4 in ihren Anschlußbereichen zylindrisch ausgebildet.
Durch diese Ausbildung ergibt sich für das Heizmedium bzw. Kühlmedium (Wasser) eine StrBmungsführung vom Rücklaufstutzen 9 zum Vorlaufstutzen B, wie mit Strhmungspfeilen in Fig. 1 angegeben, wobei der Ubergang vom Teil 6' zum Teil 6" des Innenraumes 6 nur durch die verdrillten Spalträume 19 (Fig.1 ) zwischen den Heizgaszugrohren 4 und den Hfllirohren 7 erfolgen kann.
Die Rauchgas- und Kondensatsammelkammer 2, die ebenfalls aus Edelstahlblech gebildet ist, und die ggf.
unter Gebläsesaugzug stehen kann, weist vorteilhaft einen tiefstliegenden Kondensatsammelbereich 17 auf, an dem ein Kondensatablaufstutzen 18 angeschlossen ist.
Dieser Bereich. 17 kann durch eine wölbung des Bodens 16 (wie dargestellt) oder auch durch eine Bodenneigung erzielt werden.
Die Anordnung der Rauchgaszugrohre 4 und der Hü11-rohre ist im Verlauf von konzentrischen Kreisen 14 vorgesehen, was jedoch nicht zwingend ist, genausowenig, wie die dargejtellte zylindrische Ausbildung des wasserführenden Gehäuses 6, obgleich diese Form natürlich fertigungsmäßig am günstigsten ist.
Zentrisch kann im Bedarfsfall zwischen den Hüllrohren 7 ein Innenraum 15 freigehalten werden, so daß in diesem Platz für einen Brauchwasserspeicher (nicht dargestellt) gegeben ist.
Die Susführungsform gemäß Fig. 3 ist insbesondere für Kessel dieser Art mit gröberer Leistung bestimmt. Wie erkennbar, sind hierbei unter Beibehaltung des Grundprinzips die beiden Teile 6', 6" des Gehäuses winklig zueinander versetzt und zwar gemäß Darstellungsbeispiel derart, daß die horizontale Längsachse 20 der Brennkam mer lo rechtwinklig die Längsachse 21 des unteren Teiles 6' schneidet.
Der sich dadurch ergebende Raumzwickel im Teil 6" wird durch entsprechend gebogene oder geneigte Rauchgaszugrohre 4 durchgriffen, die glatte aber auch verdrillte Wände 3 haben können.
Die Anordnung, wie in Fig. 3 dargestellt, wird zwar bevorzugt, die Einhaltung der rechtwinkligen Zuordnung der Längsachsen 20,21 ist jedoch nicht zwingend, d.h.
es sind auch andere Winkelstellungen möglich, sofern nur an jeder Stelle ein Gefälle gewährleistet ist.
So könnte sich auch die Trennwand in Schrägstellung befinden, wie gestrichelt angedeutet, wobei dann die Hüllrohre 7 an ihren oberen Enden entsprechend gebogen bis an die Trennwand 11 herangeführt sind.
Bei dieser Ausbildung, aber auch bei der nach Fig. 1 besteht im übrigen auch die M5glichkeit, separate Heizkreise anzuschließen, die mit einer durchschnittlich niedrigeren Heizungstemperatur betrieben werden, bspw. eine Fußbodenheizung, deren Vor- und Rücklaufanschlüsse dann nur am unteren Teil 6' angeschlossen sind.
Anknüpfend an die Ausführungsform nach Fig. 3 ist in den Fig. 4,5 eine weitere verbesserte Ausführungsform verdeutlicht, die sich jedoch auch an der Ausführungsform nach Fig. 1 verwirklichen ließe.
DieserAusführungsform nach Fig. 4,5 liegt folgende Überlegung zugrunde: Ein Problem bei Kondensationskesseln, wenn sie an einer Warmwasserheizuna sngeschlossen sind, und das ist häufig der Fall, besteht dann, dan im Winter, also bei größtem Wärmebedarf, die Heizung höhere und höchste Temperatur annimmt. Das Heizungsrücklaufwasser hat dann und es meist eine Temperatur, die über 40°C liegt,Vfindet kau noch eine Kondensation der Verbrennungsgase statt. Man kann hier bspw. nachhelfen, indem man, wenn eine Fußbodenheizung kombiniert ist mit einer Radiatorheizung, den Fußbodenheizkreis durch de-n unteren Teil 6' des Kessels leitet, also da, wo die eigentliche Kondensation der Verbrennungsgase erfolgt. Der Radiatorenheizkreis wird dann oben angeschlossen. Eine Fußbodenheizung läuft in der Regel mit Vorlauftemperaturen um ca. 3o DC, so daß die Rücklauftemperatur nur etwa 200 oder 250 C beträgt, wadurch aber eine Kondensation der Verbrennungsgase gewährleistet ist.
Eine weitere Möglichkeit, um den unteren Teil 6' kälter zu machen, besteht darin, daß man einen Wärmetauscher einsetzt, durch den das Kaltwasser geleitet wird. Dieser Wärmetauscher 22 wird Warmuasserbereitern vorgeschaltet, d.h., wenn warmes Wasser gezapft wird, dann strömt Kaltwasser aus der Wasserleitung erst durch diesen WT 22 und dann in den außerhalb des Gehäuses 6 angeordneten Warmwasserspeicher und wird dadurch vorgewärmt. Da Trinkwasser in manchen Gebieten eine Temperatur hat von l20C und im Winter von ca. 80C oder weniger,?indet eine starke Kühlung statt.
In der praktischen Ausführung ist dies im einzelnen in den Fig. 4,5 verdeutlicht.
Grundsätzlich bei allen dargestellten Ausführungsformen kann der Wärmetauscher 22 in Form eines schraubenlinienförmig verlaufenden Rohres vorgesehen werden, das sämtliche Hüllrohre 7 umfaßt. Wesentlich ist dabei, daß der Kaltwasseranschluß 24 im Bereich der unteren Enden der HUllrohre 7 angeordnet ist und das Warmwasser oben bei 23' abgezogen wird.
Was den Anschluß eines ausreichend kaltes Rücklaufwasser liefernden Fußbodenheizkreises 28 betrifft, so sind dafür am unteren Teil 6' NiedertemperaturheizkreisanschlUsse 24, 25 vorgesehen, wobei ebenfalls wieder wesentlich ist, daß sich der NiedertemperaturrücklaufanschluB 24 im Bereich der unteren Enden der HUllrohre 7 befindet.
Zweckmäßig sind diese Anschlüsse 24,25 mit einem Vierwegemischventil 26 verbunden, mit dessen freien Anschlüssen, wie erkennbar, dann der Niedertemperaturheizkreis 28 verbunden ist.
Wie vorbeschrieben, ist der eigentliche Heizungskreis 29 mit den Sor- und Rücklaufanschlüssen 8,9 des Gehäuses 6 verbunden, wie dies in Fig. 4 erkennbar ist. In diesem Heizungskreis ist vorteilhaft noch eine Bypaßleitung 27 mit Ladepumpe 30 vorgesehen, die einmal zur Wirkung kommt, wenn nur der Niedertemperaturheizkreis 28 in Betrieb ist oder wenn nur der Wermetaucher 22 mit Wärme beaufschlagt werden soll, d.h., dieser Bypaß stellt den Kesselkreislauf zwischen Ober- und Unterteil 6",6' sicher, wenn nur der WT 22 und/oder der Niedertemperaturheizkreis 28 in Betrieb sein sollen.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: S Kondensationshelzkessel, bestehend aus einem wasserführenden, Vor- und Rücklaufanschlüsse aufweisenden Gehause mit Brennkammer und Heizgaszügen, wobei die vom Boden einer Brennkammer ausgehenden Heizgaszüge an jeder Stelle ihres Verlaufes mit GefElle angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Heizgaszüge (1) als in eine Rauchgas- und Kondensatsammelkammeir (2) mündende, bezüglich ihrer Wandung (3) mindestens Uber einen Teil ihrer GesamtlSnge in an sich bekannter Weise schraubenlinienfdrmig verdrillte Heizgaszugrohre (4) aus Edelstahl ausgebildet sind und der wasserführende Innenraum (5) des Gehäuses (6) in zwei Teile (6',6") gegliedert ist, die durch die Heizgaszugrohre (4) umgebende "Hüllrohre (7) verbunden sind. unten offene

2. Heizungakessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Vorlaufstutzen (8) im oberen Bereich des oberen Teiles (6") und der Rücklaufstutzen (9) im oberen Bereich des wasserftihrenden Teiles (6') des Gehäuses (6) angeordnet sind.

3. Heizungakeasel nach Anspruch 1 und/oder. 2, d a d u r e 1 g e k e n n z e i c h n e t, daß im wasserführenden Innenraum (5) des Gehäuses (6) unterhalb des Brennkammerbodens (lo') eine Trennwand (11) mit Öffnungen (12) angeordnet ist, in denen die Hüllrohre (7) sitzen, die oberhalb der Rauchgas- und Kondensatsammelkammer (2) frei in den unteren Teil (6') des wasserführenden Innnenraumes (5) ausmündend angeordnet sind.

4. Heizungakessel nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Wandungen (3) der verdrillten Heizgaszugrohre (4) in den Anschlußbereichen an dem Brennkammerboden (lo') und an die Rauchgassammelkammerdecke (12) zylindrich ausgebildet sind, 5. Heizungskessel nach jedem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Hüllrohre (7) in einer Distanz oberhalb der Rauchgassammelkamitierdecke (13) enden, die etwa ihrem Durchmesser entspricht.

6. Heizungskessel nach jedem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Hüllrohre (7) mit den sie durchgreifenden Heizgaszugrohren (4) im Verlauf konzentrischer Kreise (14) unter Freihaltung eines zylindrischen Innenraumes (15) angeordnet sind.

7. Heizungskessel nach jedem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Boden (16) der Rauchgas- und Kondensatsammelkammer (2) mit einem tiefliegenden Kondensatssmmelbereich (17) versehen und in diesem Bereich ein Kondensatablaufstutzen (18) angeordnet ist.

8. Heizungskessel nach jedem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h q e k e n n z e i c h n e t, daß die .Teile (6',6") des Gehäuses (6) geneigt zueinander angeordnet sind.

9. Heizungskessel nach jedem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im unteren Teil (6') des Gehäuses (6) ein die Hüllrohre (7) insgesamt umfassender Wärmetauscher (22) und dessen Kaltwasseranschlun (23) im Bereich der unteren Enden der Hüllrohre (7) am Gehäuse (6) angeordnet ist.

lo. Heizungskessel nach jedem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß am unteren Teil (6') des Gehäuses (6) Niedertemperaturheizkreisan6chlüsse (24,25) vorgesehen sind und der Niedertemperaturheizkreisrücklsufanschlu (24) im Bereich der unteren Enden und der Niedertemperaturheizkreisvorlaufanschluß (25) im Bereich der oberen Enden der Hüllrohre (7) angeordnet ist.

11. Heizungakessel nach Anspruch lo, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den beiden Niedertemperaturheizkreisanschlüssen (24, 25) ein Vierwegemischventil (26) angeordnet ist.

12. Heizungakessel nach jedem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t-, daß zwischen dem oberen und unteren Teil (6",6"') des Gehäuses (6) eine Bypaßleitung (27) angeordnet ist.